Mesterségesen létrehozott, metaanyagokra épülő kvantumoptikai eszközök fejlesztésébe kezdtek a Szegedi Tudományegyetemen nemzetközi együttműködésben. A kutatás célja, hogy alapjaiban alakítsa át az információ továbbításának és feldolgozásának jelenlegi lehetőségeit.
A projektről az egyetem közkapcsolati igazgatósága adott részletes tájékoztatást, amely az MTI-hez is eljutott.
A JELENLEGI TECHNOLÓGIÁK KORLÁTAI
A mai optikai és lézeres rendszerek fejlődését komoly akadályok lassítják. A fény erősítése, irányítása és érzékelése csak korlátozott módon valósítható meg, miközben a kvantumtechnológiai alkalmazások egyre precízebb megoldásokat igényelnek. A molekulaméretű fényforrások instabilak vagy nehezen szabályozhatók, a hagyományos detektorok pedig nem képesek egyetlen foton különleges tulajdonságainak megbízható érzékelésére. Emiatt a valóban gyors és stabil fényalapú számítógépekhez szükséges kulcskomponensek még hiányoznak.
METAANYAGOK: A TERMÉSZETEN TÚLI MEGOLDÁSOK
A kutatók a megoldást a metaanyagokban látják. Ezek olyan mesterséges struktúrák, amelyek a fény hullámhosszánál kisebb elemekből épülnek fel, és a természetben nem előforduló tulajdonságokat mutatnak. Különlegességük, hogy optikai viselkedésük pontosan modellezhető, sőt megfelelő tervezéssel új, kombinált tulajdonságok is létrehozhatók. Ennek köszönhetően a fény eddig nem ismert módon válik szabályozhatóvá.
INTEGRÁLT RENDSZEREK ÉS ÚJ MÓDSZEREK
A fejlesztés egyik kulcsa egy olyan módszer, amely számítógépes szimulációk segítségével képes egyetlen rendszerbe integrálni a fényforrásokat, detektorokat és metaanyagokat. Ez lehetővé teszi a teljes konfiguráció optimalizálását a kívánt működés érdekében. Az így létrejövő rendszerekben a fény intenzitása, térbeli eloszlása és polarizációja minden korábbinál pontosabban szabályozható.
GYORSABB, BIZTONSÁGOSABB JÖVŐ
Az új megoldások jelentősen növelhetik a kvantuminformatikai rendszerek hatékonyságát és megbízhatóságát. A nem-klasszikus fényforrások és detektorok új képességekkel ruházhatók fel, ami teljesen új alkalmazási területeket nyithat meg. Kiemelt jelentőségű a biztonságos kommunikáció: a kvantumalapú adatátvitel elméletben lehallgathatatlan rendszereket tesz lehetővé.
HOSSZÚ TÁVÚ HATÁSOK A MINDENNAPOKBAN
A Csete Mária vezetésével zajló, alapkutatás jellegű projekt eredményei hosszabb távon az egészségügyben és a környezetvédelemben is megjelenhetnek. Pontosabb diagnosztikai eszközök, fejlettebb szenzorok és miniatürizált lézeres technológiák válhatnak elérhetővé. A fejlesztések akár az informatikai alapokat is átalakíthatják: a jövőben a szilíciumalapú chipeket fényen és metaanyagokon alapuló rendszerek válthatják fel.
NEMZETKÖZI EGYÜTTMŰKÖDÉS, JELENTŐS TÁMOGATÁS
A közel 400 millió forintos támogatással megvalósuló projekt a Hu-rizont pályázat keretében indult el, és számos nemzetközi partner is csatlakozott hozzá. A kutatásban részt vesznek többek között a Harvard Egyetem, az Ulmi Egyetem, a stockholmi Királyi Technológiai Intézet, a görög Kutatási és Technológiai Alapítvány lézeres kutatóintézete, valamint az amerikai Georgia Southern University szakemberei is.
